[发明专利]一种确定衔接线相互平行的线衔接结构振动响应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及结构振动响应技术领域，具体为一种确定衔接线相互平行的线衔接结构振动响应的方法。

背景技术

线衔接结构，如铺板与圆柱壳耦合结构等，在工程中具有广泛的应用，多数具有衔接线相互平行的特征。当线衔接结构受到激励时，被直接激励子结构上的振动能量会通过衔接线传递到其它未被激励的子结构，从而使整个结构振动并向外辐射噪声，因此研究线衔接结构的振动特性具有重要的工程意义。

以往研究者采用子结构方法分析线衔接结构的振动功率流特性。将耦合系统按照衔接线划分为两个子结构，采用点导纳表征各子结构的特性参数，可以获得衔接线上各点的振动特性，因而计算精度较高。然而对于线衔接的结构，采用点导纳表征结构特性参数时，需要将衔接线离散为一系列的点，求解一次耦合振动方程只能获得结构在衔接线上某一点的耦合力，因此若想得到衔接线上总的耦合力需要逐点计算。随着分析频率的升高，为了满足计算精度要求，衔接线上的离散点越来越密集，计算量也越大。因此，迫切需要一种计算量适当，且能够在宽频段内计算线衔接结构振动响应的方法。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有方法随分析频率的升高，计算量越大的不足，本发明提出了一种确定衔接线相互平行的线衔接结构振动响应的方法。

技术方案

本发明的技术方案为：

一种确定衔接线相互平行的线衔接结构振动响应的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：以衔接线为边界，将线衔接结构划分为N个子结构；

步骤2：将线衔接结构受到的外部激励力表示为f_e＝F_eg(α₁，α₂)e^jωt，F_e为激励力的幅值，g(α₁，α₂)为激励力的分布型函数，j表示取虚数，ω为角频率，t为时间变量，其中当激励力为点激励时，取为激励点的坐标，并采用空间傅里叶变换将点激励等效为无穷多阶沿衔接线的平行线正弦分布的线力；

步骤3：建立所有子结构在各自衔接线处的振动响应表达式v_ci＝Y_ciF_ci+Y_eiF_ei，(i＝1，L，N)，F_ci为子结构i在衔接线处所受耦合力的矩阵，F_ei为子结构i所受外部激励力的矩阵，Y_ci为子结构i所受耦合力对应的导纳矩阵，Y_ei为子结构i所受外部激励力对应的导纳矩阵；导纳矩阵中的各导纳元素值由线导纳表达式得到，其中子结构i在激励F(α_1i，α′_2i)下的振动响应v(α_1i，α_2i)为U_mn为振动响应型函数，λ_mn为第(m，n)阶模态参与因子；

步骤4：由衔接线处边界连续方程

v_cp＝v_ct(p≠t，p，t∈[1，N])

F_cp＝-T_sF_ct(p≠t，p，t∈[1，N])

得到各个子结构所受的耦合力F_ci，其中p，t表示具有相同衔接线的相邻子结构p和子结构t，T_s为具有相同衔接线的相邻子结构间的坐标变换矩阵；

步骤5：将步骤4得到的各个子结构所受的耦合力F_ci分别代入步骤3中对应子结构在各自衔接线处的振动响应表达式中，得到各个子结构在各自衔接线处的振动响应v_ci，由公式得到通过各自衔接线传入子结构i的功率流Q_i，其中表示v_ci的共轭，L_i为对应子结构i的衔接线长度。

有益效果

本发明通过确定激励对应的线导纳，并根据导纳原理建立线衔接结构的振动方法，求解出各子结构受的耦合力，最后得到衔接线输入各子结构的振动功率流。本发明将子结构和线导纳相结合，提出了改进的子结构线导纳方法，将衔接线作为基本单元处理，避免了将衔接线离散为一系列点并逐点处理，从而能够在较宽频带范围内确定线衔接结构的振动响应，且计算量不会随频率的升高急剧增大。

附图说明

图1：本发明的方法框图；